這是科幻與科學相互不搭的兩個問題,宇宙膨脹是科學探測的結果,二向箔是劉慈欣科幻小說中的描述,這兩者不是一碼事。
一定要把科幻的問題糅合進科學裡面來解釋,是很難精準的說通的。
這個世界上並不存在所謂的二向箔,至少目前沒有任何證據表明存在這種東西。科幻中有許多東西都是有一定科學根基,誇大和幻想的產物,有一些具有嚴謹科學理論支撐的猜想,在未來有可能實現,而有一些沒有嚴謹科學依據,純屬子虛烏有的娛樂。
二向箔就是一個這樣的設想,儘管大劉在描述這個二向箔時,很令人震撼,設計巧妙,但其中不乏有許多矛盾。
比如二維世界從理論上是沒有厚度的一個產物,如果讓一個東西真正的二維化,就連一個原子也會變得無限大。
什麼是無限,理論上宇宙也不是無限的,是有邊有際有始有終的。
而一個原子攤薄到沒有厚度,就會無限延伸,宇宙也無法包容。而在小說的描述中,被二維化的太陽系在冥王星上就看得到,就像梵高的那副星空圖,一個個星球變成一個個大薄餅,而且飛船二維化後還能夠看到之前的各種物體的影子。
這種描述與真正的二維空間完全不是一碼事,沒有厚度只有長寬兩個維度的二維體不是我們人類所能夠理解的。
關於維度的理論目前還只限於猜想中,可以數學建模,沒有任何直接證據表明不同的維度空間存在。
一般的科學常識認為,即便我們這個宇宙真的存在著各種維度的空間,而我們三維世界的人也是無法窺探的,更無法進入。目前比較有名的理論是弦論,認為我們宇宙是11維宇宙,大爆炸後,現在留下的只是四維時空,即三維空間加一維時間軸,其他的維度都捲縮到極小極小,我們再也無法看到。
而我們宇宙最基本的粒子是“弦”,是一個極小極小的線段,有開弦(線段)和閉弦(環形)。
還有就是黑洞奇點,被認為是超時空的玩意,不在我們這個世界算帳。因為一個無限小體積的東西卻包含著巨大的品質和能量,形成了四個無限:即無限小、無限曲率、無限密度、無限熱度,這在我們四維時空世界是無法解釋的。
以上這些維度理論都是基於微觀的研究,而宇宙膨脹超過光速的現象,是巨大的巨集觀現象,這個膨脹應該從疊加來理解,而不是單位尺度的膨脹超過光速。哈勃常數是衡量宇宙膨脹率的一個最重要指標,近年來科學界用各種精密儀器和方法,包括普朗克衛星、引力透鏡等,測得的哈伯常數在67.8~82.4(km/s)/Mpc之間。
這個意思就是說據我們每個百萬秒差距(Mpc)距離,膨脹速度就會疊加67.8~82.4km/s,一個秒差距約3.26光年,百萬秒差距就是326萬光年。
2013年歐洲航天局利用普朗克衛星測量計算出哈勃常數為67.80±0.77(km/s)/Mpc;2019年德國科學家利用引力透鏡測得哈伯常數為82.4(km/s)/Mpc;期間還有測得這個常數為70幾千米的。
這說明,對於這個常數的精確資料還是有爭議的,還沒有得到一個共識。
我們現在以一個折中資料,按每秒75千米來計算。我們宇宙可觀測範圍半徑465億光年,以326萬光年為一個增加單位,需要增加14263.8個單位,每個單位增加75千米,可觀測宇宙距離我們最遠處的星系,離開我們的速度就是1069785km/s,這個速度是光速的3.57倍。
所以,宇宙膨脹速度超過光速是這樣算出來的,是疊加速度,而不是每個星系之間具有這麼驚人的膨脹速度。在我們附近的恆星或者星系之間,這種膨脹速度是微乎其微的,而且還受到引力效應約束,有些星系還不斷相互吸引靠攏,比如仙女座星系和我們銀河系,就在以每秒300千米的速度相互靠攏著,預計在30多億年以後會發生星系碰撞或者融合。
但從巨集觀遠距離看,宇宙膨脹時各向同性,速度與距離成正比的。
根據《三體III/死神永生》描述,二向箔降維打擊的速度最終達到光速,最後主人翁程心的飛船在二向箔尚未達到光速打擊時,以接近光速逃逸出了二向箔的拉扯力。
從這種描述來看,二向箔當然無法消滅超越光速數倍膨脹著的宇宙。
這也是小說中的矛盾之一。